دور الديدان الحيوي في أكثر موجات التنوع البيولوجي أهمية على الأرض

واحدة من أكثر موجات التنوع البيولوجي أهمية على الأرض – وهي فترة 30 مليون سنة من التغيرات التطورية المتفجرة التي تفرز عددًا لا يحصى من الأنواع الجديدة – قد يكون لها الفضل في أكثر المخلوقات تواضعًا في المرحلة الحيوية في تاريخ الحياة: الديدان.

أثار حفر ديدان ما قبل التاريخ وغيرها من اللافقاريات على طول قيعان المحيطات سلسلة من الأحداث التي أطلقت الأكسجين في المحيط والغلاف الجوي وساعدت في بدء ما يعرف باسم حدث التنوع البيولوجي الأوردوفيشي العظيم، منذ حوالي 480 مليون سنة، وفقًا لأبحاث جديدة، النتائج التي نشرها باحثون من جامعة جونز هوبكنز في مجلة Geochimica et Cosmochimica Acta .

وقالت المؤلفة الرئيسية مايا جوميز، الأستاذة المساعدة في قسم الأرض والكواكب: “إنه أمر لا يصدق حقًا أن نفكر كيف يمكن لمثل هذه الحيوانات الصغيرة، تلك التي لا وجود لها حتى اليوم، أن تغير مسار التاريخ التطوري بهذه الطريقة العميقة”، “مع هذا العمل، سنكون قادرين على فحص كيمياء المحيطات المبكرة وإعادة تفسير أجزاء من السجل الجيولوجي.”

لفهم كيفية تأثير التغيرات في مستويات الأكسجين على الأحداث التطورية واسعة النطاق بشكل أفضل، قامت جوميز وفريقها البحثي بتحديث النماذج التي توضح بالتفصيل توقيت ووتيرة زيادة الأكسجين على مدى مئات الملايين من السنين.

وقاموا بفحص العلاقة بين اختلاط الرواسب الناتج جزئيًا عن حفر الديدان بمعدن يسمى البيريت، والذي يلعب دورًا رئيسيًا في تراكم الأكسجين، كلما زاد عدد البيريت الذي يتشكل ويصبح مدفونًا تحت الطين أو الطمي أو الرمل، كلما ارتفعت مستويات الأكسجين.

النتائج تتحدى الافتراضات السابقة

قام الباحثون بقياس البيريت من تسعة مواقع على طول الخط الساحلي لميريلاند لخليج تشيسابيك الذي يعمل بمثابة وكيل لظروف المحيط المبكرة، تحتوي المواقع التي تحتوي على بضعة سنتيمترات فقط من خلط الرواسب على قدر أكبر من البيريت من تلك التي لا تحتوي على خلط، وتلك التي تحتوي على خلط عميق.

وقالت جوميز، إن النتائج تتحدى الافتراضات السابقة بأن العلاقة بين خليط البيريت والرواسب ظلت كما هي عبر الموائل وعبر الزمن.

تقول الحكمة التقليدية إنه عندما تقوم الحيوانات بخلط الرواسب عن طريق الحفر في قاع المحيط، فإن البيريت المكتشف حديثًا قد يتعرض للأكسجين في الماء ويدمره، وهي عملية من شأنها في النهاية منع الأكسجين من التراكم في الغلاف الجوي والمحيطات، وقد تم النظر إلى الرواسب المختلطة كدليل على أن مستويات الأكسجين كانت ثابتة.

تشير البيانات الجديدة إلى أن كمية صغيرة من الرواسب الممزوجة بالماء مع مستويات منخفضة جدًا من الأكسجين قد تعرض البيريت والكبريت والكربون العضوي المدفون إلى ما يكفي من الأكسجين لبدء تكوين المزيد من البيريت.

“إنه مثل المعتدل. يجب أن تكون الظروف مناسبة تمامًا. يجب أن يكون لديك القليل من الخلط لجلب الأكسجين إلى الرواسب، ولكن ليس بالقدر الذي يدمر فيه الأكسجين كل البيريت ولا يكون هناك تراكم صافي”. قال كاليف هانتسو، طالب الدكتوراه في جامعة جونز هوبكنز والمؤلف الأول للمقالة.

عندما طبق الباحثون هذه العلاقة الجديدة بين البيريت وعمق خلط الرواسب على النماذج الموجودة، وجدوا أن مستويات الأكسجين ظلت ثابتة نسبيًا لملايين السنين ثم ارتفعت خلال عصر حقب الحياة القديمة، مع حدوث ارتفاع حاد خلال العصر الأوردوفيشي.

وقال الباحثون إن الأكسجين الإضافي ساهم على الأرجح في حدث التنوع البيولوجي الأوردوفيشي الكبير، عندما ازدهرت الأنواع الجديدة بسرعة.

وقالت جوميز: “كان هناك دائمًا هذا السؤال حول كيفية ارتباط مستويات الأكسجين باللحظات في التاريخ، حيث تكثفت القوى التطورية، ونرى تنوعًا أكبر في الحياة على هذا الكوكب”، “شهد العصر الكامبري أيضًا حدثًا ضخمًا لنشوء الأنواع، لكن النماذج الجديدة تسمح لنا باستبعاد الأكسجين والتركيز على أشياء أخرى ربما تكون قد دفعت التطور خلال تلك الفترة”.